電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)的故障診斷.pdf

1、永磁同步電機(jī)具有高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn)，已成為電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中最具優(yōu)勢(shì)的動(dòng)力裝置，有廣泛的使用前景。
　　汽車作為一種交通工具，其安全性是一個(gè)重要的指標(biāo)。電機(jī)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源，它的可靠性至關(guān)重要。一個(gè)有效的故障診斷系統(tǒng)為保證電機(jī)安全、可靠的工作的關(guān)鍵。
　　本文以電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)電機(jī)本體的各種常見故障和相應(yīng)的故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究。由于電動(dòng)汽車電機(jī)的工況惡劣、振動(dòng)嚴(yán)重、工作環(huán)境溫度較高以及電

2、機(jī)于其他機(jī)械裝置安裝配合偏差使得電機(jī)很容易發(fā)生故障，其常見的故障有匝間短路、轉(zhuǎn)子偏心和永磁體退磁。
　　針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)做了上述故障的機(jī)理分析，并在此基礎(chǔ)上建立了永磁同步電機(jī)的有限元故障模型，對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析；并利用有限元模型計(jì)算了電機(jī)的電感參數(shù)和永磁體磁鏈，并以此為基礎(chǔ)建立集中參數(shù)故障模型，大大提高了仿真的速度，用于故障診斷方法的仿真驗(yàn)證。
　　研究了定子繞組匝間短路故障，針對(duì)匝間短路的故障特征和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工況

3、特點(diǎn)，提出了在線和離線相結(jié)合的故障診斷策略，提出了采用Park變換的方法構(gòu)成逆向旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的方法計(jì)算負(fù)序電流，并利用負(fù)序電流的幅值作為在線診斷匝間短路的判斷依據(jù)；在電機(jī)停機(jī)時(shí)向電機(jī)通入三相高頻電壓，通過電機(jī)正常時(shí)和故障時(shí)高頻響應(yīng)電流的對(duì)比來診斷故障，高頻電壓能夠增大電機(jī)電抗，放大電機(jī)的故障特征，是一種靈敏的離線診斷方法。這兩種方法無(wú)需大量占用系統(tǒng)資源，簡(jiǎn)單實(shí)用，適合應(yīng)用在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。
　　采用了埋設(shè)定子探測(cè)線圈的方法診斷轉(zhuǎn)子偏心

4、故障，線圈被放置在電機(jī)的槽中，跨一個(gè)極距。氣隙磁通會(huì)在探測(cè)線圈上形成感應(yīng)電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生偏心故障時(shí)，感應(yīng)電壓的波形會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的畸變，產(chǎn)生相應(yīng)故障特征頻率，利用這個(gè)特征頻率就可診斷偏心故障。這種方法避免了整車振動(dòng)帶來的不利影響，適用于電動(dòng)汽車。
　　當(dāng)電機(jī)發(fā)生不可逆失磁時(shí)，電機(jī)的反電勢(shì)下降，這將導(dǎo)致電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓相應(yīng)的下降。根據(jù)矢量控制的特點(diǎn)，當(dāng)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，由電機(jī)的電壓方程，交軸電壓大致等于電機(jī)轉(zhuǎn)速和永磁體磁鏈的乘積，因此，提出